面向智能服裝CAD 的服裝數(shù)字化描述

劉亞東，戴宏欽,2，趙子羽(.蘇州大學(xué)紡織與服裝工程學(xué)院，江蘇 蘇州 2502；2.現(xiàn)代絲綢國家工程實驗室(蘇州)，江蘇 蘇州 2502)

最初的服裝CAD技術(shù)誕生于20世紀(jì)70年代的美國[1]，己經(jīng)發(fā)展了四十多年。目前國內(nèi)外對服裝CAD都有一定的研究，國際上的服裝CAD系統(tǒng)主要有美國格柏GERBER公司、法國力克LECTRA公司、西班牙INVESRANIC公司和日本旭化成公司等[2]；國內(nèi)也有不少服裝CAD系統(tǒng)，如北京日升(NACPRO)、深圳博克智能系統(tǒng)(Boke)、廣州樵夫((INVAN)、ARISA航天服裝CAD系統(tǒng)等[3]。這些知名的服裝CAD系統(tǒng)不僅開發(fā)了常規(guī)服裝CAD，也對智能服裝CAD的開發(fā)進(jìn)行了嘗試，但是基本都是在界面和工具等方面進(jìn)行便捷設(shè)計，在結(jié)構(gòu)上仍然需要操作者的經(jīng)驗和專業(yè)知識進(jìn)行修改，并沒有徹底實現(xiàn)服裝CAD打板的智能化。此外，國內(nèi)還有部分服裝院校也對智能打板進(jìn)行了一定的研究，但基本都是運用部件選擇的形式進(jìn)行打版，并沒有很好的將服裝結(jié)構(gòu)知識和打板經(jīng)驗融入打板系統(tǒng)中，所以實現(xiàn)智能服裝CAD還需要有更多的嘗試。

為了更好的實現(xiàn)服裝CAD的智能打板，最重要也是最基本的就是讓計算機能夠讀懂服裝結(jié)構(gòu)及其變化，這樣在打板過程中計算機才能根據(jù)服裝的變化生成對應(yīng)的結(jié)構(gòu)樣板。本文就此問題提出了一種面向?qū)ο蟮臄?shù)字化描述方法，運用該方法可以將服裝結(jié)構(gòu)知識轉(zhuǎn)變成計算機可識別的編碼，從而使計算機讀懂服裝結(jié)構(gòu)，并對男式襯衫的部分進(jìn)行了編碼實驗，證明了該方法的可行性。

1 服裝結(jié)構(gòu)分析

服裝款式變化多樣，設(shè)計元素越來越多，但是對于服裝部件而言是不會發(fā)生本質(zhì)變化的，同一類型的服裝的主要部件基本相同，如一般的上衣都包含領(lǐng)子、袖子、前后衣片等主要部位等。男式襯衫作為一種基本的男式服裝品類，其結(jié)構(gòu)款式變化較簡單，部件基本固定。經(jīng)過大量搜集男式襯衫圖片及資料并進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)目前市面上常規(guī)的男式襯衫的部件一般包括衣身前片、衣身后片、肩部育克、領(lǐng)子、門襟、袖身、袖衩、袖克夫、口袋。但衣身前片、衣身后片、門襟、口袋與肩部育克同屬于衣身部分，袖身、袖衩、袖克夫同屬于袖子部分，基本款式如圖1所示，所以在主要部件劃分中可以把它們分為衣身部件、領(lǐng)子部件和袖子部件。

圖1 男式襯衫基本款式圖

服裝結(jié)構(gòu)圖是根據(jù)服裝款式圖的要求繪制而成的，是一個將三維服裝轉(zhuǎn)化成二維平面圖形的過程，所以服裝結(jié)構(gòu)圖的每一部分分別對應(yīng)于服裝的每一個部件。對于男式襯衫而言，結(jié)構(gòu)圖主要分為衣身部分、袖子部分、領(lǐng)子部分等三大模塊，其余細(xì)節(jié)部位均表現(xiàn)在這三大模塊之上。

2 面向?qū)ο蟮臄?shù)字化描述方法

用計算機解決問題需要用程序設(shè)計語言對問題求解加以描述(即編程), 實質(zhì)上，軟件是問題求解的一種表述形式。如果軟件可以直接表現(xiàn)人求解問題的思維路徑，那么軟件不僅容易被人理解，而且易于維護(hù)和修改。更加能保證軟件的可靠性和可維護(hù)性。面向?qū)ο蟾拍詈蜋C制恰好可以使得按照人們通常思維方式來建立問題域的模型，設(shè)計出盡可能自然地表現(xiàn)求解方法的軟件[4]。

2.1 面向?qū)ο蟮姆椒?/h3>

面向?qū)ο蟮谋举|(zhì)是更接近于一種人類認(rèn)知事物所采用的哲學(xué)觀的計算模型[5]。所謂對象就是一個包括數(shù)據(jù)以及操作的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。任何面向?qū)ο蟮姆椒ǘ紤?yīng)該可以表達(dá)對象，它的基本思想就是按照對象分解，進(jìn)行數(shù)據(jù)的抽象和傳遞,整個過程呈現(xiàn)出封裝和遺傳的特性。

面向?qū)ο蟮姆椒ㄋ哂械幕咎匦裕?/p>

(1)抽象性：類和子類的概念和它們相互關(guān)系的抽象。

(2)封裝性：數(shù)據(jù)和對它的操作的一體化。

(3)遺傳性：屬類和操作由父類向子類遺傳(繼承性)。

(4)傳遞性：客觀事物之間的相互關(guān)系用統(tǒng)一的信息傳遞方法來描述[6]。

面向?qū)ο蟮姆椒〝[脫了固定的數(shù)據(jù)格式以及過程的限制,使人們可以集中精力去研究所要處理的對象。它把類和對象圖、服務(wù)圖、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、對象登典作為邏輯工具,在問題的表示域和解決域的表示都針對同一概念。新的類、新的對象的發(fā)現(xiàn)能使它不斷的增加和遞歸地建立對象的邏輯模型。它生命周期的不同階段(分析、設(shè)計以及編碼)是重疊的,系統(tǒng)分析員、系統(tǒng)設(shè)計員和編程人員都有對象這個共同的目標(biāo),所以可以對對象模型進(jìn)行各自的工作。同一對象在開發(fā)的不同階段都被使用,但不同階段考慮問題的方式有區(qū)別。在分析階段應(yīng)該用和實現(xiàn)無關(guān)的方式來表達(dá)事物,但是在設(shè)計階段,就要以與實現(xiàn)相關(guān)的方式進(jìn)行表達(dá)。這樣才能使分析、設(shè)計、實現(xiàn)可以做到平滑過渡和無縫銜接。

2.2 服裝結(jié)構(gòu)的描述

運用面向?qū)ο蟮姆椒枋龇b結(jié)構(gòu)就是以服裝結(jié)構(gòu)為對象，構(gòu)建一個完整的服裝結(jié)構(gòu)類，以每個服裝部件模塊作為類的屬性，根據(jù)服裝款式變化的不同還可以繼續(xù)構(gòu)建下一層子類，直至能包含整個服裝結(jié)構(gòu)。針對類的每一個屬性要分析其可變化的點和線，作為其需要存放的數(shù)據(jù)，這樣就可以通過給數(shù)據(jù)點賦值得到一個新的服裝結(jié)構(gòu)。

以男式襯衫為例，用一個類來描述襯衫，襯衫的基本部件對應(yīng)著類的屬性，該類的構(gòu)成如圖2所示。

圖2男式襯衫類的構(gòu)成

3 面向?qū)ο蟮臄?shù)字化描述應(yīng)用

應(yīng)用面向?qū)ο蟮臄?shù)字化描述方法對服裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述，主要分為兩個部分，第一部分分析目標(biāo)服裝結(jié)構(gòu)的變化，找到關(guān)鍵點；第二部分構(gòu)建合理的對象類，對服裝結(jié)構(gòu)編碼描述。上節(jié)中已經(jīng)構(gòu)建了男式襯衫的類，本節(jié)中將以男式襯衫口袋部件為例，對其進(jìn)行編碼描述。

3.1 男式襯衫口袋的變化

現(xiàn)代男式襯衫可以采用無口袋設(shè)計，特別是衣身分割設(shè)計時，一般可忽略口袋的設(shè)計；經(jīng)典男襯衫的設(shè)計中左前胸設(shè)一貼袋，袋角呈圓型或袋底呈寶劍頭狀。現(xiàn)代商務(wù)休閑男襯衫設(shè)計中，口袋的變化則較為隨意，除平面貼袋外，嵌線挖袋、立體貼袋等均可，袋的數(shù)量可單可雙、甚至疊加[7]。但考慮到常用襯衫口袋還是平面貼袋，故本研究暫時只討論平面貼袋的變化。圖3～圖8所示是不同的平面貼袋結(jié)構(gòu)圖。

圖3 平口劍型口袋紙樣 圖4 平口切角口袋紙樣

圖5 平口圓角口袋紙樣 圖6 斜口劍型口袋紙樣

圖7 斜口切角口袋紙樣 圖8 斜口圓角口袋紙樣

通過對以上結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行觀察對比可以注意到這六種口袋均可以由表現(xiàn)口袋大小的基本矩形演變得到，所以首先建立一個基本矩形，關(guān)鍵值即為矩形的長和寬。建立好基本矩形后，若要將口袋上沿變?yōu)樾笨?，需要將左上方的點向下移設(shè)計好的長度。而口袋的下沿，若要轉(zhuǎn)換成劍型口袋，需要在矩形豎向?qū)ΨQ軸上取低于矩形下邊緣的一個點作為輔助點，連接矩形下邊緣的兩端點得到劍型口袋下邊緣；若要轉(zhuǎn)換成切角口袋，則需要確定切角寬度即每個切角需要兩個關(guān)鍵點來確定切角線的位置；而若要轉(zhuǎn)換為圓角口袋，每個圓角也需要兩個與切角相似的關(guān)鍵點作為圓弧的起點和終點，再將原矩形端點作為輔助點利用貝塞爾曲線畫出圓角。

3.2 男式襯衫口袋描述

襯衫的口袋描述中，含有多個數(shù)據(jù)，不能用單個數(shù)據(jù)類型來表示。應(yīng)用一個類似于類的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來表示，具體描述如下。

口袋{口袋的數(shù)量：表示口袋的數(shù)量，取0表示沒有口袋，1表示有1個口袋、2表示有2個口袋；口袋上邊緣形狀類型：表示口袋上邊緣形狀的類型，取0為水平，1為斜口；口袋下邊緣形狀類型：表示口袋下邊緣形狀的類型，可以用0、1、2表示，0表示切角口袋，1表示圓角口袋，2表示劍型口袋；口袋大小：該數(shù)據(jù)存放兩個值，即口袋袋長和口袋袋寬；切角口袋下邊緣：該數(shù)據(jù)存放1個點的位置，即切角輔助點；圓角口袋下邊緣：該數(shù)據(jù)存放2個點的位置，即圓角弧線的起點、終點；劍型口袋下邊緣：該數(shù)據(jù)存放2個點的位置，即劍型尖點和輔助點}

口袋屬于男式襯衫類中前片的子類，每個子類組合起來就可以完整的描述整件服裝。描述中每個數(shù)據(jù)存放點都對應(yīng)著控制服裝結(jié)構(gòu)變化的關(guān)鍵點，所以只要數(shù)據(jù)點數(shù)值發(fā)生變化就會對應(yīng)得到一個新的服裝結(jié)構(gòu)。

4 結(jié)論

本文針對服裝結(jié)構(gòu)提出了一種面向?qū)ο蟮臄?shù)字化描述方法，并且以男式襯衫的部分模塊為例，運用該方法進(jìn)行了數(shù)字化描述，證明了該方法的可行性。經(jīng)過數(shù)字化描述后的編碼可以用于計算機編程中，為后續(xù)的構(gòu)建智能服裝CAD系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。但本方法還不能完全描述所有款式的服裝結(jié)構(gòu)，并且沒有深入探討引起結(jié)構(gòu)變化的內(nèi)在邏輯等，這些還有待進(jìn)一步的研究。

[1] 宋丹.服裝CAD技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2016(18):68-69.

[2] 萬嵐. 男內(nèi)穿襯衫PDS智能化專家知識研究[D].北京：北京服裝學(xué)院，2007.

[3] 李靜. 襯衫個性化定制紙樣設(shè)計自動生成系統(tǒng)專家知識研究[D].北京：北京服裝學(xué)院，2014.

[4] 姜德森.面向?qū)ο蠓椒╗J].泉州師范學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué))，2003,21(2):14-19.

[5] 劉曉崢.淺析面向過程與面向?qū)ο缶幊趟枷胫愅琜J]. 科技信息，2011(3):501-502.

[6] 牛詠梅. 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計概述[J]. 科技信息(學(xué)術(shù)版)，2007(19):2.

[7] 陳英,史明玉. 現(xiàn)代商務(wù)男襯衫的綜合設(shè)計研究[J]. 輕紡工業(yè)與技術(shù)，2015(2):33-38.